湿法冶金的过去.现在.未来
5页1、 湿法冶金的过去,现在和未来Henry L.Ehrlich伦斯勒理工学院,生物系,特洛伊,NY12180-3590USA1990 年 9 月 19 日收到,2000 年 7 月被公认摘要:总结了硫化物浸出的过程中相对较新的发现物参与的历史和商业开发, 并表明了未来可能的发展方向。Q2001 爱思维尔科技 B.V.保留所有权利。 关键词:自养浸出;生物效应,铜提取;异养浸出1.现在湿法提取铜的浸出液从矿石和通过处理金属铁合成溶液得到的铜沉淀,胶结 是一项古老的技术。中国人实行这种技术的一种形式,可以追溯到公元前 100200 年甚至更早。在远古时代没有现代化学技术发现最基本的原理,我们 都把从水铜矿的浸出得到蓝色的硫酸铜溶液的外观当做理所当然,或者当蓝矾 水溶液蒸发就可以得到蓝色硫酸铜晶体一样,没有办法表明铜的存在。意识到 铜可以从蓝矾溶液中提取一定是来自偶然的发现铁接触到这种溶液可以得到铜 沉淀,作为金属盒青铜,铜锡合金的成分铜对于古人相当重要。历史记载表明,铜矿浸出和胶结技术在欧洲和小亚细亚同样有名,至少可以 追溯至公元前二世纪,这项技术很有可能最早由这里的人们发现,究竟是来自 中国
2、还是被带到中国,还是被分别发现不得而知,以我们现在的认识,以我们 现在的认识,浸出可能是古人从硫化物矿石中提取铜的唯一途径。因为远古时 代的冶炼在开放的烟囱中进行,有效地自由氧化铜和碳酸盐,直到坩埚的发现 才使得硫铜矿的冶炼变得有效。铜的浸出和胶结的做法经过了几个世纪的提炼,并继续到现在,在西班牙征 服摩尔人时期似乎已经提到堆浸在力拓矿业,在 1752 年,西班牙人就已经形 成一套铜浸出的程序通过在力拓矿业灼烧铁,其他记录显示自 1678 年以来瑞 典中部的 Falum Mine 有超过 2 十万吨铜被从铜矿中浸出。尽管硫化铜矿石浸出被长期实践,直到二十一世纪中叶。参与这个过程中 的某些种类的细菌并没有发现,这个迟来的发现其原因是,细菌存在还不为一 般人所不知道,直到 17 世纪中叶。1676 年安东 范列文虎克第一描述了它 的存在,解释辣椒玉米输液中存在细菌,他用老式巧妙简单的显微镜检测到。 他认为他是在观察小动物,因为那生物根据自己的力量在移动。和他用显微镜 观察到的东西非常相似,能够从矿石中提取金属。列文虎克没有尝试,以确定 如何这些动物出现了。在未来的一个半多世纪其他博物认为他
3、们自然产生。直 到路易巴斯德和约翰廷德尔彻底证实这个概念。巴斯德和其他人的工作进 一步表明细菌和其他微生物原环境特定的化学变化产生而不是化学变化的产物, 尤斯图斯冯李比希和他的追随者认为。虽然到 1875 年,费迪南德科恩 已经放弃了细菌是小生物的想法,并把它们归为植物,直到 60 年代他们才被 承认是一个不同于植物和动物的特殊组的的生物体。第二次世界大战后引进细 菌学透射电子显微镜及配套技术,如细胞切片和无机染色,发现细菌有一个独 特的细胞组织。细菌是原核生物。瓦解的 GE-铭刻在 DNA 遗传代码及其分析导致卡尔 Woese 缔结于 1977 年,原核细菌,应分为两个不同的系统发育 。 遗传群体,现在的真细菌和古细菌 。 这两种群体包括特别重要的成员浸出。2现在 后 3 年内在 Colmer,Temple 和 Hinkle 于 1950r1951 报道酸性矿井水是细菌 氧化暴露在空气和烟煤煤层的黄铁矿包裹体的结果,关于细菌参与铜的浸出初 步报告出现。L.C.Bryner, J.V. Beck,杨百翰高校青年在犹他州普罗沃发现了同 样的细菌,氧化亚铁硫杆菌和 T. thiooxi-d
4、ans,在从宾厄姆峡谷肯尼科特露天 铜矿排水,犹他州,有以前被发现在酸性煤矿排水。他们在实验室的实验表明 吨氧化亚铁硫杆菌有能力浸出各种铜硫化矿以及辉钼矿。然而,辉钼矿只有浸 出在场的黄铁矿。这是因为氧化黄铁矿生成三价铁,而沉淀钼酸铵,对 T.亚铁 硫杆菌有毒。其他一些金属浸出示范如硫化锌,NIS 和 PbS 瓦特硫化物随后出 现。硫矿的浸出的首席过程是金属成分的动员,这是通过微生物技术推广的氧 化的金属硫化物来完成的。Silverman and Ehrlich 区分两种细菌攻击模式, 直接和间接,在间接模式中,铁被视为氧化剂,而在直接模式中氧化剂是氧气, 在间接模式中,T.ferrooxidans 的主要功能在当时已被认可是唯一有能力的能 够促进浸出的有机体,重新从铁离子大容量相中生成铁离子, (1) 铁离子来自矿石中被化学氧化的铁 (2) MS in Eq.代表一种金属硫化物,M2+二价金属离子由 MS 形成氧化,此外还氧化 Fe2+, T. ferrooxidans 和或 T. thiooxidans 早浸出过程中检测到,在 S0被氧 化成硫酸的过程中可以被看到, (3) 直接模
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